Abans de començar aquest capítol és convenient que revisis i facis una breu descripció dels conceptes de roca magmàtica, magma, lava, roca cristal·lina i erupció.
Les roques magmàtiques es poden dividir en dos grans grups:
Roques magmàtiques extrusives, que es formen per la solidificació d’un magma a la superfície terrestre. Un altre nom que reben és el de roques volcàniques.
Roques magmàtiques intrusives, que es formen per solidificació d’un magma a l’interior de l’escorça terrestre.
Concepte de volcà
Hi ha al voltant de 550 volcans actius a la Terra, on s’inclouen 80 casos coneguts de volcans submarins. El terme ’actiu’ s’utilitza generalment per a referir-se als volcans que no han demostrat activitat els últims segles. Altres volcans s’anomenen adormits o extints, però aquests termes s’han d’utilitzar amb compte. Alguns d’aquests volcans poden despertar (els cicles d’activitat, els intervals entre episodis eruptius, poden ser de centenars o de milers d’anys) i cada any entre 50-70 entren en erupció. De totes maneres, la resposta a la pregunta "quants volcans actius hi ha a la Terra?" no és senzilla. En pots trobar més informació a "Global Volcanism Program" de la Smithsonian Institution.
La distribució dels volcans actius es mostra a la figura següent i, com pots comprovar, aquests es concentren als marges de les plaques (compara aquesta imatge amb les de la secció "Activitat a l'escorça terrestre" del document "L'interior de la Terra"). Això és degut al fet que l’energia associada al moviment de les plaques genera prou calor com per a fondre les roques.
Font Wikimedia Commons (cliqueu per accedir al fitxer original)
Un volcà és una esquerda de l’escorça terrestre a través de la qual es produeix la sortida cap a l’exterior de matèria fosa, anomenada magma, procedent de l’interior de la Terra. Com a conseqüència s’originen diferents edificis volcànics terme que, generalment, identifiquem amb el de volcà, tot i que un volcà és una estructura més complexa:
Als edificis volcànics és possible de diferenciar les següents parts:
Con volcànic: relleu positiu, generalment de forma cònica, creat per l’acumulació dels materials emesos pel volcà al voltant d’un centre eruptiu.
Cràter: zona deprimida de forma generalment circular pel qual s’expulsen els materials volcànics i que es troba al final de la xemeneia.
Xemeneia: part final del conducte volcànic (per on ascendeix el magma) que es troba per sobre de la superfície original.
Alguns volcans tenen cons adventicis als flancs o fora de l’edifici principal.
Els volcans, a més dels edificis volcànics, tenen dues estructures importants:
La cambra magmàtica: és el reservori de magma, on aquest s’emmagatzema temporalment sotmès a elevades pressions i temperatura. Sovint es troba a la base de l’escorça, però pot faltar (hi ha volcans sense cambra).
Conducte volcànic: per on ascendeix el magma cap a la superfície. La part final s’anomena, com ja hem vist, xemeneia. El magma pot ascendir a través d’un sol conducte principal o bé a través d’una fissura.
Imatge del web del Parc Natural de la Zona Volcànica de la Garrotxa
Els edificis volcànics es formen per l'acumulació al voltant del centre emissor de piroclastos i colades de lava solidificades. Segons com sigui aquesta acumulació distingim tres tipus de cons:
Cons de piroclastos, formats per l'acumulació de piroclastos. Solen ser petits.
Estratovolcans, formats per la superposició de piroclastos i colades de lava en erupcions successives. Tenen grans dimensions.
Volcans en escut: formats per la superposició de colades de lava molt fluïda en l'activitat efusiva. Poden tenir centenars de quilòmetres de diàmetre.
Guia dels volcans del PNZVG (gencat.net)
Con de piroclastos
Un magma és un material format per la fusió de roques del mantell superior o de la base de l’escorça. En la seva composició hi trobem:
Una fase fosa complexa, formada principalment per silicats (SiO2 + ...).
Una fase sòlida, formada per alguns cristalls que es troben en suspensió dins de l’anterior.
Una fase gasosa (volàtil), formada sobretot per vapor d’aigua (i diòxid de carboni) dissolt.
La fusió de les roques pot ser deguda a diferents causes:
Augment de la temperatura
Increment de la proporció de volàtils
Descens de la pressió.
Les porcions de roques foses i els gasos, sotmesos a fortes pressions, es van mobilitzant i tendeixen a ascendir i agrupar-se, ja que tenen una menor densitat que les roques sòlides en què es troben. En zones favorables, es pot produir una acumulació de magma, el que s’anomena una cambra magmàtica, generalment en zones no gaire profundes de l’escorça.
En el procés d’ascensió es poden produir diferents processos que alteren la composició del magma:
incorporació i fusió de les roques sòlides que van trobant al llarg del seu camí,
cristal·lització de diferents minerals,
barreja amb d’altres magmes.
Característiques dels magmes
Atenent la seva composició, els magmes es classifiquen segons el seu contingut en sílice (SiO2, però en realitat, silici i oxigen), que és el material que representa un percentatge més important en la seva composició. Hi ha:
Magmes àcids: percentatge superior al 63 %
Magmes intermedis: percentatge entre el 63 i el 52 %
Magmes bàsics: percentatge inferior al 52 %. Si el percentatge és inferior al 45 % s'anomenen ultrabàsics.
Una altra característica dels magmes és la seva viscositat, és a dir, la major o menor facilitat de fluir, que depèn de:
la temperatura: com més alta és més fluïdesa, és a dir, menor viscositat té el magma.
la composició: com més alt és el contingut en sílice, més gran és la viscositat.
D’altra banda, el grau d’explosivitat d’un magma depèn també de diferents factors:
el contingut en volàtils, és a dir, gasos dissolts. Com més gran és, major és l’explosivitat.
el contingut d’aigua: en principi fa augmentar l’explosivitat, però si la relació aigua-magma és gran (per exemple en erupcions submarines), l’explosivitat disminueix.
Els magmes àcids, molt viscosos, ascendeixen més lentament que els bàsics i, per tant, es refreden més ràpidament, el que contribueix a incrementar encara més la seva viscositat. Arriben a la superfície amb temperatures de l’ordre de 700-800ºC, flueixen poc i tenen un elevat grau d’explosivitat, ja que han perdut poca quantitat de volàtils.
Els magmes bàsics, poc viscosos, ascendeixen més ràpidament i, per tant, les temperatures del material es mantenen més altes, entre 1.000-1.200ºC, fet que contribueix a mantenir una viscositat baixa. A més, tenen un menor contingut en volàtils, que han anat perdent durant l’ascensió i, per tant, una menor explosivitat.
L’activitat volcànica
Eruptiva
Les erupcions són la manifestació més evident de l’activitat volcànica i consisteixen en l’ascensió del magma a la superfície, a una temperatura que oscil·la entre 700 i 1.200ºC. Quan el magma és a l’interior de la terra, els gasos es troben comprimits a causa de la gran pressió existent. En començar l’erupció, la pressió disminueix sobtadament, el gas es dilata i forma bombolles, que en ascendir arrosseguen el magma. La dinàmica de les erupcions, pot variar de caràcter i intensitat en funció d’alguns factors com:
composició del magma,
predomini de sòlids, líquids o gasos,
temperatura,
interacció amb l’aigua etc.
Hi ha dos tipus bàsics d’activitat eruptiva, l'efusiva i l'explosiva:
Efusiva: Es dóna quan el magma és pobre en gas perquè els gasos han sortit durant l’ascensió (magmes bàsics) o per activitats fumaròliques o explosives prèvies (magmes àcids). Llavors la lava flueix sense explosions. Si ho fa per la zona de màxim pendent es produeixen les colades, que seran més extenses com més fluida sigui la lava. Si la lava és més viscosa s’originen pitons o doms al voltant del centre emissor.
Explosiva: Es dóna quan el magma és molt viscós, els gasos no poden sortir i s’acumulen exercint molta pressió fins que s’alliberen bruscament produint-se explosions més o menys violentes. Els principals tipus d’activitat explosiva són:
Pliniana: Es dóna en magmes àcids. Es caracteritza per erupcions violentes i per columnes eruptives verticals de gasos i piroclastos.
Vulcaniana: Es dóna en magmes de caràcter intermedi. Es caracteritza per violentes explosions degut al taponament del conducte de sortida en erupcions anteriors, cosa que fa que s’acumulin els gasos, i quan la pressió és prou gran surtin violentament, trencant el tap.
Estromboliana: Es dóna en magmes bàsics. Es caracteritza per la formació de bombolles de gas, que s’expandeixen i en arribar a la superfície, esclaten trencant el magma que les envolta que en refredar-se originarà piroclastos.
Hidromagmatisme: Es pot donar en qualsevol tipus de les activitats anteriors, quan hi ha interacció amb l’aigua, bé d’un aqüífer (freatomagmatisme), bé d’un llac o aigües marines. El magma en entrar en contacte amb l’aigua fa que aquesta es transformi ràpidament a vapor, produint-se una sobrepressió que origina explosions molt violentes.
Cal remarcar que la dinàmica eruptiva d’un volcà pot variar en successives fases eruptives dins d’un mateix procés eruptiu.
Efusiva: és l'emissió tranquil·la i contínua de lava que es produeix quan aquesta lava és molt fluïda i té pocs gasos. És característica de les erupcions hawaianes.
Explosiva: està associada a magmes viscosos o amb un alt contingut en gasos que es concentren en bombolles, s'expandeixen i produeixen les explosions. L'expulsió del magma és molt violenta i perillosa i pot arribar a destruir una part de l'edifici volcànic.
Pot originar erupcions:
estrombolianes: petites explosions amb sortida de piroclasts. Origina cons de piroclastos (un exemple és l'erupció del Teneguía de la imatge del primer apartat).
vulcanianes: la lava és molt viscosa i forma un tap a la xemeneia, el que fa que augmenti la pressió i s'hi produeixin explosions violentes.
plinianes: erupcions altament explosives amb expulsió violenta d'una columna de gasos i piroclastos que pot ascendir fins a 30 km a l'atmosfera. Un exemple és l'erupció del Pinatubo, a la imatge (Filipines, 1991).
hidromagmàtiques: si el magma en ascendir troba aigua (bé subterrània bé perquè entri a través del cràter, com pot passar a volcans que estan propers a la costa), aquesta aigua passa a vapor sobtadament i provoca explosions que poden ser molt violentes. L'erupció del Mont Sant Helens (Estats Units) el 1980 va ser d'aquest tipus i va destruir tota la cara nord del volcà, com es pot veure a la imatge aèria.
Erupció pliniana del Pinatubo (Filipines) el 1991
Vista del Mont Sant Helens (Estats Units) després
de l'erupció hidromamgàtica del 1980.
D'altres manifestacions
De manera simultània, anterior o posterior a les erupcions, hi poden haver altres fenòmens que es poden relacionar amb l’activitat volcànica:
Fumaroles, emissions de gasos de composició diversa (CO2, H2O principalment). Si hi predominen gasos sulfurosos, s’anomenen solfatares.
Surgències termals, punts per on surt aigua calenta a la superfície. Sovint conté minerals dissolts als quals se’ls atribueixen propietats medicinals. Si l’aigua arriba al punt d’ebullició, es forma vapor i surt de manera violenta, anomenant-se llavors gèiser.
Solfatara a Volcano. Imatge de R. Ortiz publicada a "Riesgo volcánico"
(Ministerio del Interior)
El material líquid és la roca fosa que formava el magma però que en sortir a l'exterior rep el nom de lava i pot formar colades de lava.
Els productes sòlids s'anomenen piroclastos (del grec clasto i piros: pedra de foc) i es classifiquen segons la seva mida en blocs, lapil·lis i cendres. Les bombes volcàniques són blocs que en sortir no s'havien solidificat del tot i a l'aire van girant i agafant formes arrodonides.
Les colades piroclàstiques són núvols de gas i piroclastos que baixen del volcà a temperatures i velocitat molt elevades.
Segons una altra classificació, els materials sòlids es poden classificar en massius, com les colades de lava, i fragmentaris, com els dipòsits de piroclastos:
Materials massius
Es formen pel refredament de la lava que ha sortit del volcà en una erupció de tipus efusiva. Els més importants són les colades de lava, que es formen per la sortida no explosiva de lava de tipus bàsic (basàltic). Hi ha dos tipus:
Les aa, que quan es refreden tenen la superfície rugosa, ja que la crosta es va trencant mentre es va formant.
Les pahoehoe, de superfície llisa o lleugerament ondulada. De vegades es formen unes arrugues característiques que formen les anomenades laves cordades.
A més, quan es refreda la lava pateix una forta contracció i llavors es desenvolupa un sistema intern d’esquerdes. És el que s’anomena disjunció de la lava i n’hi ha dos tipus principals:
columnar: les fractures són perpendiculars al corrent de lava i es formen columnes prismàtiques.
en lloses: les fractures es disposen paral·lelament al corrent de lava i es formen lloses aplanades.
Disjunció columnar (colada basàltica de Castellfollit de la Roca).
Foto de Ferran Cerdans Serra amb llicència CC
Materials fragmentaris
Són materials causats per una activitat explosiva més o menys intensa que produeix l’esmicolament del magma. Els fragments esmicolats, en refredar-se, solidifiquen i generen materials fragmentaris anomenats genèricament piroclastos. Segons el seu origen, els piroclastos es classifiquen en:
juvenils, si provenen de la consolidació del magma que brolla en el moment de l’erupció.
accidentals, que s’originen pel trencament de les roques a través de les quals puja el magma.
Segons la mida, els piroclastos es classifiquen en:
cendres, de diàmetre més petit de 2 mm. Són els materials més petits i poden ser transportats grans distàncies pel vent. De vegades pugen tant a l’atmosfera que afecten el temps durant setmanes. Els dipòsits (capes) poden compactar-se (cendrites).
lapil·li (greda), de diàmetre entre 2 i 64 mm. Poden arribar a formar dipòsits d’un gruix considerable (de l’ordre de metres). Alguns volcans tenen cons formats principalment per fragments d’aquest tipus (cons de piroclastos).
bombes, de diàmetre més gran de 64 mm. Són els materials més grans i es troben a prop del punt de sortida de la lava. S’arrodoneixen mentre van a través de l’aire. Si són irregulars s’anomenen blocs. Els dipòsits on predominen els blocs sobre els altres piroclastos són les bretxes piroclàstiques.
Aquestes roques es formen quan el magma es refreda i cristal·litza a l’interior de la terra, sense sortir a la superfície, de manera que no es pot estudiar directament la seva formació i només es poden observar quan molts anys després les roques que les cobrien són erosionades.
S’anomenen intrusives perquè en el seu camí viatgen entre roques de l’escorça. Les intrusions reben diferents noms segons la seva forma i la relació amb les roques encaixants (les roques que hi havia a la zona intruïda pel magma). Els principals tipus són:
Dics: es formen quan el magma ascendeix a través de fractures a les roques encaixants i, com a conseqüència, tendeixen a ser verticals o gairebé verticals. La seva amplada varia de centímetres fins a quilòmetres, però sol ser de l’ordre de metres.
Sills: es formen quan el magma intrueix entre capes de roques sedimentàries, de manera que sovint són horitzontals. Si les roques són plegades, els sills poden aparèixer inclinats, però sempre paral·lels a les roques sedimentàries.
Batòlits: es formen per la intrusió d’una gran quantitat de magma que envaeix i/o substitueix una gran quantitat de roca preexistent. Poden tenir centenars de quilòmetres de longitud i desenes de quilòmetres de fondària. Com que cal molta energia per tal que es puguin produir intrusions d’aquesta magnitud, la majoria dels batòlits es formen en regions on les forces generadores de muntanyes estan actuant. Molts massissos granítics estan formats per prolongacions de grans batòlits que han sortit a la superfície quan s’han erosionat les roques que els cobrien. Aquestes prolongacions s’anomenen plutons (en honor del déu grec i romà del món subterrani Plutó). La figura i el mapa següent mostren un mapa geològic del sud-est d’Anglaterra on diverses formacions granítiques corresponen cadascuna a un plutó d’un gran batòlit granític.
La calor de les intrusions pot provocar metamorfisme en les roques encaixants, sobre tot si es tracta de grans intrusions que tenen una gran quantitat de calor per perdre.
L’aigua, calenta i rica en minerals dissolts, pot escapar d’aquests grans cossos de magma i fluir a través de les roques encaixants. En el seu camí, l’aigua es va refredant i es poden produir precipitacions de diferents minerals, que formen filons.
La identificació de les roques magmàtiques
Com ja hem vist al tema 4, la identificació dels diferents tipus de roques es basa en dues característiques:
Textura. Quina és la mida i la forma dels grans de mineral i com estan disposats a la roca?
Mineralogia. Quins minerals conté la roca i en quines proporcions?
La textura de les roques magmàtiques
La textura d’una roca magmàtica depèn principalment de la manera com s’ha refredat i solidificat. La majoria de les roques magmàtiques tenen una textura cristal·lina deguda al creixement dels minerals mentre el magma es refreda, de manera que es forma un mosaic de cristalls de diferents minerals encaixats entre ells. La mida d’aquests cristalls depèn de la velocitat de refredament i, com a regla general, hauries de recordar que ’com més lentament es produeix el refredament, més grans són els cristalls que es formen’ (encara que hi ha excepcions). Segons la mida dels cristalls dels minerals, les roques magmàtiques poden tenir tres tipus de textures:
Gra gruixut: els cristalls de mineral es poden veure a simple vista (diàmetre superior a 2 mm). En són exemples el gabre i el granit.
Gra intermedi: els cristalls es poden identificar amb l’ajut d’una lupa (tenen entre 0,25 i 2 mm). En són exemples el microgranit i la dolerita.
Gra fi: són roques en aparença de color uniforme i els cristalls individuals tan sols es poden veure amb l’ajut d’un microscopi. En són exemples el basalt i la riolita.
Com que la mida dels cristalls depèn de la velocitat de refredament, ens dóna informació sobre l’origen de la roca. Així, el refredament lent necessari per a la formació d’una roca de gra gruixut com el granit ens indica que es va formar en una gran intrusió profunda (si hagués estat petita s’hauria refredat molt ràpidament). Però els petits cristalls del basalt, que només es poden veure al microscopi, suggereixen un refredament ràpid de petites quantitats de magma molt a prop o a la superfície de la terra.
Algunes roques cristal·lines no encaixen en cap de les textures que hem explicat ja que contenen grans cristalls de minerals envoltats per una massa de cristalls més petits. Aquest fet suggereix que el refredament ha tingut lloc en dues etapes de diferent velocitat. Aquestes roques es diu que tenen una textura porfírica i els cristalls grans s’anomenen fenocristalls.
La textura granular indica un refredament lent com el del granit (imatge de l'IEA)
La textura porfírica indica un refredament en dues etapes de diferent velocitat (imatge de l'IEA)
Els cristalls grans s'anomenen fenocristalls.
Algunes vegades, petites erupcions de magma poden solidificar tan ràpidament que no hi ha prou temps per tal que es puguin arribar a formar cristalls. L’obsidiana n’és un exemple, i aquesta textura sense cristalls s’anomena textura vítria. L’obsidiana es reconeix fàcilment per la seva fractura concoidal. La pumita (pedra tosca) té també textura vítria, ja que es forma pel refredament molt ràpid del magma.
Les roques piroclàstiques, que s’originen pel refredament de fragments de magma, contenen barreges de fragments microcristal·lins i vitris.
La mineralogia de les roques magmàtiques
Totes les roques magmàtiques estan constituïdes per minerals del grup dels silicats. En mostres de gra gruixut o intermedi es poden reconèixer alguns dels següents minerals:
Quars: es presenta com grans grisosos d’aparença vítria i més durs que l’acer.
Feldspats: presents a totes les roques magmàtiques. L’ortosa té cristalls de rosats a blancs, mentre que la plagiòclasi els té de color blanc gris. Ambdós tipus són més durs que l’acer i es trenquen per cares planes.
Miques: la biotita és negre brillant, mentre que la moscovita té una lluentor platejada. Ambdues miques s’exfolien fàcilment en fines làmines.
Minerals màfics: és un grup de minerals de color fosc, de verd a negre, que inclou l’amfíbol, els piroxens i l’olivina. Com que tots tres són molt similars i tenen aproximadament la mateixa duresa, és sovint difícil de diferenciar-los.
Segons la mineralogia, trobem tres tipus principals de roques magmàtiques (veure taula següent).
Roques magmàtiques àcides: tenen un contingut important de quars, a més d’ortosa, plagiòclasi i quantitats menors de miques i, de vegades, màfics (amfíbol).
Si la roca és de gra gruixut s’anomena granit
Si és de gra intermedi microgranit
Si és de gra fi, riolita
Les varietats vítries són l’obsidiana i la pumita
Roques magmàtiques intermèdies: tenen un contingut menor en quars. Els minerals més abundants són els feldspats (plagiòclasi i ortosa), amb quantitats menors de miques i màfics (amfíbol i piroxè).
Si el gra és gruixut es tracta d’una diorita (si el feldspat és la plagiòclasi) o d’una sienita (si és l’ortosa)
Si el gra és intermedi tenim una microdiorita o una microsienita
L’equivalent de gra fi és l’andesita
Roques magmàtiques bàsiques: no contenen quars. Els minerals més abundants són la plagiòclasi i els màfics (piroxè i, de vegades, olivina).
Si el gra és gruixut, la roca s’anomena gabre
Si el gra és intermedi, dolerita
La varietat de gra fi és el basalt
Si observes la taula següent t’adonaràs que la principal diferència en la mineralogia de les roques magmàtiques rau en la quantitat d’oxigen i de silici. El grup del granit i de la riolita (les roques àcides) en té una proporció elevada, el que explica la presència de quars (recorda que el quars és sílice, SiO2). El grup del gabre i el basalt (les roques bàsiques) té una proporció baixa de silici i oxigen, de manera que no contenen quars.
Descripció d’una roca magmàtica
Utilitza aquest estil en la descripció de les mostres que observis. L'exemple correspon al gabre.
Textura
És difícil de separar els minerals individuals de la mostra, ja que estan molt ben encaixats entre ells. D’això es dedueix que la roca té una textura cristal·lina.
Els grans dels diferents minerals (que tenen fins a 5 mm de diàmetre) es poden veure a ull nu sense necessitat de lupa. La roca és, doncs, de gra gruixut.
Els diferents minerals estan distribuïts homogèniament per tota la mostra, i tots tenen més o menys la mateixa mida. Els minerals no es presenten ordenats o arrenglerats de cap forma.
Mineralogia
Es poden observar dos tipus de minerals diferents.
Els minerals de color blanc-gris són més durs que l’acer i (sota una lupa) s’observen cares planes de fractura. Aquesta descripció correspon al feldspat plagiòclasi.
Els minerals de color verd fosc són també més durs que l’acer i també mostres cares planes de fractura. Tenen una lluentor vítria. La descripció encaixa amb la de minerals màfics (probablement augita).
La proporció d’aquests dos tipus de minerals és, aproximadament, 50% plagiòclasi i 50% màfics.
Altres observacions
La superfície alterada de la mostra una coloració marronosa, el que suggereix que la roca conté una elevada proporció de ferro (en alterar-se, el ferro s’oxida).
La densitat de la mostra és de 3,0 g/cm3.
Conclusió
La textura cristal·lina i l’orientació a l’atzar dels minerals mostra que es tracta d’una roca magmàtica. La mida dels cristalls i la mineralogia ens porten a la conclusió que la roca és un gabre.
Table of Contents
Abans de començar aquest capítol és convenient que revisis i facis una breu descripció dels conceptes de roca magmàtica, magma, lava, roca cristal·lina i erupció.
Les roques magmàtiques es poden dividir en dos grans grups:
Concepte de volcà
Hi ha al voltant de 550 volcans actius a la Terra, on s’inclouen 80 casos coneguts de volcans submarins. El terme ’actiu’ s’utilitza generalment per a referir-se als volcans que no han demostrat activitat els últims segles. Altres volcans s’anomenen adormits o extints, però aquests termes s’han d’utilitzar amb compte. Alguns d’aquests volcans poden despertar (els cicles d’activitat, els intervals entre episodis eruptius, poden ser de centenars o de milers d’anys) i cada any entre 50-70 entren en erupció. De totes maneres, la resposta a la pregunta "quants volcans actius hi ha a la Terra?" no és senzilla. En pots trobar més informació a "Global Volcanism Program" de la Smithsonian Institution.
La distribució dels volcans actius es mostra a la figura següent i, com pots comprovar, aquests es concentren als marges de les plaques (compara aquesta imatge amb les de la secció "Activitat a l'escorça terrestre" del document "L'interior de la Terra"). Això és degut al fet que l’energia associada al moviment de les plaques genera prou calor com per a fondre les roques.
Un volcà és una esquerda de l’escorça terrestre a través de la qual es produeix la sortida cap a l’exterior de matèria fosa, anomenada magma, procedent de l’interior de la Terra. Com a conseqüència s’originen diferents edificis volcànics terme que, generalment, identifiquem amb el de volcà, tot i que un volcà és una estructura més complexa:
Els edificis volcànics es formen per l'acumulació al voltant del centre emissor de piroclastos i colades de lava solidificades. Segons com sigui aquesta acumulació distingim tres tipus de cons:
Guia dels volcans del PNZVG (gencat.net)
Con de piroclastos
http://www.expedia.com/daily/slideshow/hawaii/7.asp
Con de piroclastos
Guia dels volcans del PNZVG (gencat.net)
Estratovolcà
Vicente Araña (http://www.volcanologia.com/paises/erupcionteneguia.html)
Estratovolcà
Guia dels volcans del PNZVG (gencat.net)
Volcà en escut
http://atlas.geo.cornell.edu/education/student/volcanoes/shield_volcanoes.html
Volcà en escut
Què és i com es forma el magma?
Un magma és un material format per la fusió de roques del mantell superior o de la base de l’escorça. En la seva composició hi trobem:
- Una fase fosa complexa, formada principalment per silicats (SiO2 + ...).
- Una fase sòlida, formada per alguns cristalls que es troben en suspensió dins de l’anterior.
- Una fase gasosa (volàtil), formada sobretot per vapor d’aigua (i diòxid de carboni) dissolt.
La fusió de les roques pot ser deguda a diferents causes:Les porcions de roques foses i els gasos, sotmesos a fortes pressions, es van mobilitzant i tendeixen a ascendir i agrupar-se, ja que tenen una menor densitat que les roques sòlides en què es troben. En zones favorables, es pot produir una acumulació de magma, el que s’anomena una cambra magmàtica, generalment en zones no gaire profundes de l’escorça.
En el procés d’ascensió es poden produir diferents processos que alteren la composició del magma:
Característiques dels magmes
Atenent la seva composició, els magmes es classifiquen segons el seu contingut en sílice (SiO2, però en realitat, silici i oxigen), que és el material que representa un percentatge més important en la seva composició. Hi ha:Una altra característica dels magmes és la seva viscositat, és a dir, la major o menor facilitat de fluir, que depèn de:
D’altra banda, el grau d’explosivitat d’un magma depèn també de diferents factors:
Els magmes àcids, molt viscosos, ascendeixen més lentament que els bàsics i, per tant, es refreden més ràpidament, el que contribueix a incrementar encara més la seva viscositat. Arriben a la superfície amb temperatures de l’ordre de 700-800ºC, flueixen poc i tenen un elevat grau d’explosivitat, ja que han perdut poca quantitat de volàtils.
Els magmes bàsics, poc viscosos, ascendeixen més ràpidament i, per tant, les temperatures del material es mantenen més altes, entre 1.000-1.200ºC, fet que contribueix a mantenir una viscositat baixa. A més, tenen un menor contingut en volàtils, que han anat perdent durant l’ascensió i, per tant, una menor explosivitat.
L’activitat volcànica
Eruptiva
Les erupcions són la manifestació més evident de l’activitat volcànica i consisteixen en l’ascensió del magma a la superfície, a una temperatura que oscil·la entre 700 i 1.200ºC. Quan el magma és a l’interior de la terra, els gasos es troben comprimits a causa de la gran pressió existent. En començar l’erupció, la pressió disminueix sobtadament, el gas es dilata i forma bombolles, que en ascendir arrosseguen el magma. La dinàmica de les erupcions, pot variar de caràcter i intensitat en funció d’alguns factors com:- composició del magma,
- predomini de sòlids, líquids o gasos,
- temperatura,
- interacció amb l’aigua etc.
Hi ha dos tipus bàsics d’activitat eruptiva, l'efusiva i l'explosiva:- Efusiva: Es dóna quan el magma és pobre en gas perquè els gasos han sortit durant l’ascensió (magmes bàsics) o per activitats fumaròliques o explosives prèvies (magmes àcids). Llavors la lava flueix sense explosions. Si ho fa per la zona de màxim pendent es produeixen les colades, que seran més extenses com més fluida sigui la lava. Si la lava és més viscosa s’originen pitons o doms al voltant del centre emissor.
- Explosiva: Es dóna quan el magma és molt viscós, els gasos no poden sortir i s’acumulen exercint molta pressió fins que s’alliberen bruscament produint-se explosions més o menys violentes. Els principals tipus d’activitat explosiva són:
- Pliniana: Es dóna en magmes àcids. Es caracteritza per erupcions violentes i per columnes eruptives verticals de gasos i piroclastos.
- Vulcaniana: Es dóna en magmes de caràcter intermedi. Es caracteritza per violentes explosions degut al taponament del conducte de sortida en erupcions anteriors, cosa que fa que s’acumulin els gasos, i quan la pressió és prou gran surtin violentament, trencant el tap.
- Estromboliana: Es dóna en magmes bàsics. Es caracteritza per la formació de bombolles de gas, que s’expandeixen i en arribar a la superfície, esclaten trencant el magma que les envolta que en refredar-se originarà piroclastos.
- Hidromagmatisme: Es pot donar en qualsevol tipus de les activitats anteriors, quan hi ha interacció amb l’aigua, bé d’un aqüífer (freatomagmatisme), bé d’un llac o aigües marines. El magma en entrar en contacte amb l’aigua fa que aquesta es transformi ràpidament a vapor, produint-se una sobrepressió que origina explosions molt violentes.
Cal remarcar que la dinàmica eruptiva d’un volcà pot variar en successives fases eruptives dins d’un mateix procés eruptiu.Erupcions volcàniques
Els volcans tenen dos tipus d'activitat:
Pot originar erupcions:
Erupció pliniana del Pinatubo (Filipines) el 1991
Vista del Mont Sant Helens (Estats Units) després
de l'erupció hidromamgàtica del 1980.
D'altres manifestacions
De manera simultània, anterior o posterior a les erupcions, hi poden haver altres fenòmens que es poden relacionar amb l’activitat volcànica:(Ministerio del Interior)
Materials volcànics
Lectura: Volcans i materials volcànics
Materials volcànics
Són tots els productes líquids, sòlids i gasosos que poden ser expulsats en una erupció.
Vicente Araña (http://www.volcanologia.com/paises/erupcionteneguia.html)
Erupció del Teneguía (La Palma) en 1971
Les colades piroclàstiques són núvols de gas i piroclastos que baixen del volcà a temperatures i velocitat molt elevades.
Guia dels volcans del PNZVG (gencat.net)
Vicente Araña (http://www.volcanologia.com/paises/erupcionteneguia.html)
Erupció del Teneguía (La Palma) en 1971: emissió de piroclastos
http://www.uclm.es/dep/geot/cp.htm
Colada piroclàstica en la erupció del
Mont Sant Helens (1980)
Segons una altra classificació, els materials sòlids es poden classificar en massius, com les colades de lava, i fragmentaris, com els dipòsits de piroclastos:
Materials massius
Es formen pel refredament de la lava que ha sortit del volcà en una erupció de tipus efusiva. Els més importants són les colades de lava, que es formen per la sortida no explosiva de lava de tipus bàsic (basàltic). Hi ha dos tipus:- Les aa, que quan es refreden tenen la superfície rugosa, ja que la crosta es va trencant mentre es va formant.
- Les pahoehoe, de superfície llisa o lleugerament ondulada. De vegades es formen unes arrugues característiques que formen les anomenades laves cordades.
A més, quan es refreda la lava pateix una forta contracció i llavors es desenvolupa un sistema intern d’esquerdes. És el que s’anomena disjunció de la lava i n’hi ha dos tipus principals:Més informació i imatges a la pàgina de la NASA Mars and Earth: columnar jointing.
Foto de Ferran Cerdans Serra amb llicència CC
Materials fragmentaris
Són materials causats per una activitat explosiva més o menys intensa que produeix l’esmicolament del magma. Els fragments esmicolats, en refredar-se, solidifiquen i generen materials fragmentaris anomenats genèricament piroclastos. Segons el seu origen, els piroclastos es classifiquen en:Segons la mida, els piroclastos es classifiquen en:
Més informació
Roques magmàtiques intrusives
Aquestes roques es formen quan el magma es refreda i cristal·litza a l’interior de la terra, sense sortir a la superfície, de manera que no es pot estudiar directament la seva formació i només es poden observar quan molts anys després les roques que les cobrien són erosionades.
S’anomenen intrusives perquè en el seu camí viatgen entre roques de l’escorça. Les intrusions reben diferents noms segons la seva forma i la relació amb les roques encaixants (les roques que hi havia a la zona intruïda pel magma). Els principals tipus són:
Lectura: "Cuerpos rocosos magmáticos", del bloc de J. L. del Castillo.
Efecte de les intrusions magmàtiques
La calor de les intrusions pot provocar metamorfisme en les roques encaixants, sobre tot si es tracta de grans intrusions que tenen una gran quantitat de calor per perdre.L’aigua, calenta i rica en minerals dissolts, pot escapar d’aquests grans cossos de magma i fluir a través de les roques encaixants. En el seu camí, l’aigua es va refredant i es poden produir precipitacions de diferents minerals, que formen filons.
La identificació de les roques magmàtiques
Com ja hem vist al tema 4, la identificació dels diferents tipus de roques es basa en dues característiques:
La textura de les roques magmàtiques
La textura d’una roca magmàtica depèn principalment de la manera com s’ha refredat i solidificat. La majoria de les roques magmàtiques tenen una textura cristal·lina deguda al creixement dels minerals mentre el magma es refreda, de manera que es forma un mosaic de cristalls de diferents minerals encaixats entre ells. La mida d’aquests cristalls depèn de la velocitat de refredament i, com a regla general, hauries de recordar que ’com més lentament es produeix el refredament, més grans són els cristalls que es formen’ (encara que hi ha excepcions). Segons la mida dels cristalls dels minerals, les roques magmàtiques poden tenir tres tipus de textures:
Com que la mida dels cristalls depèn de la velocitat de refredament, ens dóna informació sobre l’origen de la roca. Així, el refredament lent necessari per a la formació d’una roca de gra gruixut com el granit ens indica que es va formar en una gran intrusió profunda (si hagués estat petita s’hauria refredat molt ràpidament). Però els petits cristalls del basalt, que només es poden veure al microscopi, suggereixen un refredament ràpid de petites quantitats de magma molt a prop o a la superfície de la terra.
Algunes roques cristal·lines no encaixen en cap de les textures que hem explicat ja que contenen grans cristalls de minerals envoltats per una massa de cristalls més petits. Aquest fet suggereix que el refredament ha tingut lloc en dues etapes de diferent velocitat. Aquestes roques es diu que tenen una textura porfírica i els cristalls grans s’anomenen fenocristalls.
Els cristalls grans s'anomenen fenocristalls.
Algunes vegades, petites erupcions de magma poden solidificar tan ràpidament que no hi ha prou temps per tal que es puguin arribar a formar cristalls. L’obsidiana n’és un exemple, i aquesta textura sense cristalls s’anomena textura vítria. L’obsidiana es reconeix fàcilment per la seva fractura concoidal. La pumita (pedra tosca) té també textura vítria, ja que es forma pel refredament molt ràpid del magma.
Les roques piroclàstiques, que s’originen pel refredament de fragments de magma, contenen barreges de fragments microcristal·lins i vitris.
La mineralogia de les roques magmàtiques
Totes les roques magmàtiques estan constituïdes per minerals del grup dels silicats. En mostres de gra gruixut o intermedi es poden reconèixer alguns dels següents minerals:Segons la mineralogia, trobem tres tipus principals de roques magmàtiques (veure taula següent).
Si observes la taula següent t’adonaràs que la principal diferència en la mineralogia de les roques magmàtiques rau en la quantitat d’oxigen i de silici. El grup del granit i de la riolita (les roques àcides) en té una proporció elevada, el que explica la presència de quars (recorda que el quars és sílice, SiO2). El grup del gabre i el basalt (les roques bàsiques) té una proporció baixa de silici i oxigen, de manera que no contenen quars.
Descripció d’una roca magmàtica
Utilitza aquest estil en la descripció de les mostres que observis. L'exemple correspon al gabre.Textura
Mineralogia
Altres observacions
Conclusió
La textura cristal·lina i l’orientació a l’atzar dels minerals mostra que es tracta d’una roca magmàtica. La mida dels cristalls i la mineralogia ens porten a la conclusió que la roca és un gabre.